Anelastická deformace planetárních těles

Abstract

Pozorování naznačují, že některé ledové měsíce ve Sluneční soustavě mají podpovrchové oceány zahřívané působením slapových sil. Pro popis této anelastické deformace je vhodné použít metody známé z mechaniky kontinua a nalézt tak disipovanou energii pro jednotlivá tělesa. V této práci je porovnáván Maxwellův a Kelvin-Voigtův deformační model a jejich schopnost určit tepelný výkon těles. Narozdíl od Maxwellova modelu, obecně nepoužívaný Kelvin-Voigt- ův model popisuje vratnou deformaci, a tedy by mohl umožňovat popis jevů, které mohou být jinak vysvětleny pouze pomocí gravitačních účinků. Za účelem porovnání obou modelů pro různá tělesa byl vyvinut program ve Fortranu, který modeluje 3D anelastickou deformaci planetárních těles za přítomnosti slapové síly. Výsledky naznačují, že předpovězený výkon může být různý v závislosti na použitém modelu a že Kelvin-Voigtův model by mohl najít uplatnění například v krátkodobých procesech. 1

Observations indicate an existence of subsurface oceans for some of the icy moons in the Solar System which are heated by the tidal forces. In order to describe this anelastic deformation, the methods well-known from the continuum mechanics were employed, and thus the dissipation was calculated for various bodies. In the thesis, Maxwell and Kelvin-Voigt model were compared in their ability to predict the heating power of the bodies. In contrast to the Maxwell model, the Kelvin-Voigt model, which is generally not used in geophysics, repre- sents reversible processes, and thus could explain the effects which are otherwise explained only by the gravity. A program in Fortran was developed in order to compare the models by modelling 3D anelastic deformation of planetary bodies under the effect of tidal forces. The results indicate the predicted power can be various for both models and Kelvin-Voigt model could be used e.g. to describe short run deformation processes. 1